«Программа развития техники поляризованных нейтронов в Гатчине: установки реактора ВВР-М.»

1. «Программа развития техники поляризованных нейтронов в Гатчине: установки реактора ВВР-М.»

2. Схема расположения нейтронных установок на реакторе ВВР-М (1990г.) ! ! ! !

3. Схема расположения нейтронных установок на реакторе ВВР-М (2014 г.) Порошковые дифрактометры 2 Монокристальные дифрактометры 2 Рефлектометры 3 Установки малоуглового рассеяния 2 Спин-эхо установки 2 Установка трехмерного анализа поляризации 1 Всего 12, с поляризо- ванными нейтронами - 6 ! ! ! ! ! !

4. Направление 1 – Дифракция поляризованных нейтроновдляизучения магнитных структур • «Монокристальная дифракция поляризованных нейтронов в мульферроиках.» Отв. И.А. Зобкало. • «Малоугловая дифракция поляризованных нейтронов на спиральных магнитных системах без центра инверсии.» Отв. С.В. Григорьев

5. Chirality in Mn1-xFexGe compounds: when the left and the right are fighting, who wins? Small angle neutron powder diffraction was used to study magnetic structure Mn1-xFexGe compounds Position sensitive detector kS MnFeGe powder FeGe c =+1 m = -1 Susceptibility measurements MnGe c =+1 m =+1 We show that the concentration xc corresponds to the transition from the negative to the positive sign of the Dzyaloshinsky-Moriya interaction in the system. The sign of the DM interaction is determined by the transition metal element: Mn (negative), Fe (positive). When wavevector k = 0 ( TC = 240 K!!!) then system transforms to ferromagnet!

6. Направление 2 - Малоугловое рассеяние поляризованных нейтроновдля изучения магнитных наносистем и наноструктур • «Исследование гетерогенных магнитных систем.» Отв. В.В. Рунов • “Фазовые состояния в магнитных сплавах” Отв. Г.П. Гордеев, Л.А. Аксельрод, В.Н. Забенкин • «Малоугловая дифракция поляризованных нейтронов на искуственных магнитных наноструктурах.» Отв. С.В. Григорьев

7. The ``ice-rule'' and magnetization in the inverse opal-like structure Z Y X [111] detector IOLS polarizer Magnetic field flipper Magnetic-field dependence of the amplitude (AB) of the magnetic component I(q,m(H)) normalized by the nuclear contribution at reflections 202 (a) and 022 (b) a b The applicability of the “ice-rule” concept to this nanoscale system results firstly in the change of the macroscopic properties of the magnetic network of the IOLS: A magnetization component perpendicular to the applied magnetic field should appear, which is comparable to the component parallel to the field. The small angle neutron diffraction was used to study magnetic structure of IOLS

8. Направление 3 - Рефлектометрия поляризованных нейтронов для изучения слоистых и многослойных наносистем • «Нарушение киральной симметрии в магнитных спиральных многослойных системах». Отв. С.В. Григорьев • «Структура и свойства неоднородных слоистых и многослойных систем» Отв. С.В. Григорьев

9. Induced chirality in magnetic myltilayers Dy(Dysprosium), Ho (Holmium) Polarized neutron scattering in helimagnets: ferromagnetic orderinab plane; magnetic spiral alongсaxis (q) = [r S F(q)/2]2{(1+(qm)2 + 2(qP0)(qm))q+QhNR+ +(1+(qm)2 - 2(qP0)(qm))q –Qh NL} • The order parameter components: • staggered magnetization <S>; • chirality <C>=<S1×S2> m= <C>/S2 - direction of the magnet spiral wave vector, where <C>=(NR-NL)/(NR+NL) or just= f(0;С) Multilayer structures Σ(q)=((q,P0)+ (q,-P0))= (q,P=0) Σ(q)-polarization-independent part Σ  (q= Qh)~ S2  (q,P0 )=((q,P0)- (q,-P0))  (q,P0 )-polarization-dependent part  (q=Qh,P0,(NR-NL))~<C>P0 In magneticallyorderedphase(T < TN), averaged chirality <C> can be defined from polarization-dependent partof the magnetic reflection intensity, if unequal population(nR - nL) of left and right domains is created by any means. [001] c axis The external force must be induced into these helimagnets in order to break the chiral degeneracy. It was observed, that magnetic field, applied in the plane of the sample upon cooling below TN is able to repopulate the otherwise equal population numbers for the left- and right-handed helixes. The samples was grown by molecular-beam-epitaxy. Experimental details: The chirality parameter γ=(I+- I-)/(I+ + I-) was measured and directly related to the imbalance between the left- and right-handed spiral, where I+/- is the integrated intensity of the helical peak with polarizations up (+) and down (-) of the incident neutron beam.

10. Направление - Методика экспериментов с поляризованными нейтронами для совершенствования приборной базы ПИЯФ • 1) Совершенствование поляризующей оптики. Отв. Н.К. Плешанов, В.Г. Сыромятников • 2) Развитие Спин-эхо малоуглового рассеяния нейтронов. Отв. Е.В. Величко, Л.А.Аксельрод, В.Н.Забенкин • 3) Развитие нейтронной резонансной интерферометрии. Отв. С.В. Григорьев • 4) Техническая разработка приборов для управления поляризацией нейтронных пучков (флипперы, вращатели, прерыватели, модуляторы, монохроматоры) Отв. В.Н. Забенкин, Л.А. Аксельрод

11. Новый метод улучшения поляризующих нейтронных покрытий interfacial regions surface oxide layer absorbing underlayer mismatch of the layer potentials Ti nanolayers added Зависимости коэффициентов отражения от q Расчеты демонстрируют потенциал метода подавления отражения от барьеров:нанопрослойки (1.2 нм) из Ti (VTi < 0) на каждой из межслойных границ суперзеркала могут почтина 2 порядка уменьшить отражение от барьеров на межслойных границах (ср. кривые1и 5).Вклад прочих факторов (кривые 2,3,4) может быть уменьшен. ►

12. Спин-Эхо Малоугловое Рассеяние Нейтронов. Аттестационные измерения на сферах SiO2: июнь 2011 N 14УстановкаСпин-Эхо МалоУглового Рассеяния Нейтронов СЭМУРН:

13. Заключение • Дифракция поляризованных нейтроновдляизучения магнитных структур • Малоугловое рассеяние поляризованных нейтроновдля изучения магнитных наносистем и наноструктур • Рефлектометрия поляризованных нейтронов для изучения слоистых и многослойных наносистем • Методика экспериментов с поляризованными нейтронами для совершенствования приборной базы ПИЯФ

14. Схема расположения нейтронных установок на реакторе ВВР-М (2014 г.) Порошковые дифрактометры 2 Монокристальные дифрактометры 2 Рефлектометры 3 Установки малоуглового рассеяния 2 Спин-эхо установки 2 Установка трехмерного анализа поляризации 1 Всего 12, с поляризо- ванными нейтронами - 6 ! ! ! ! ! !